DE19924835C2 - Device for locking the steering spindle of a motor vehicle steering device - Google Patents
Device for locking the steering spindle of a motor vehicle steering deviceInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verriegelung der Lenkspindel einer Kraftfahrzeug-Lenkeinrichtung mit einer im Bereich der Lenkspindel angeordneten Verriegelungseinrichtung und einer mit dieser elektrisch verbundenen zentralen Steuer vorrichtung.The invention relates to a device for locking the Steering spindle of a motor vehicle steering device with an Area of the steering spindle arranged locking device and a central tax electrically connected to it contraption.
Eine derartige Vorrichtung wird beispielsweise in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung Nr.: 199 06 267.6 beschrieben. Die Verriegelungseinrichtung umfaßt dabei einen elektrischen Stellantrieb zur Verschiebung eines Sperr elementes von seiner Ver- in seine Entriegelungsstellung und umgekehrt sowie einen Sensor zur Lageüberwachung des Sperr elementes bzw. eines das Sperrelement sichernden Sicherungs elementes. In der Verriegelungsstellung greift das Sperrele ment in die durch benachbarte Zähne gebildete Ausnehmung eines an der Lenkspindel befestigten Zahnkranzes ein und blockiert damit die Lenkspindel. Such a device is, for example, in the Pre-published German patent application no .: 199 06 267.6 described. The locking device includes an electric actuator for moving a lock element from its locking position to its unlocking position and vice versa and a sensor for monitoring the position of the lock element or a fuse securing the locking element element. In the locked position, the ratchet engages ment in the recess formed by adjacent teeth a ring gear attached to the steering shaft and blocks the steering spindle.
Sowohl zur Ansteuerung des Stellantriebes als auch zur Auswertung der von dem Sensor er zeugten Meßsignale weist die in der Patentanmeldung 199 06 267.6 beschriebene Verriegelungs einrichtung eine elektronische Schaltungsvorrichtung auf, die über entsprechende elektrische Lei tungen mit der zentralen Steuervorrichtung des Fahrzeuges verbunden ist. Über die Ansteuerung der Verriegelungseinrichtung mit Hilfe der zentralen Steuervorrichtung lassen sich dieser Pa tentanmeldung keine näheren Angaben entnehmen.Both for controlling the actuator and for evaluating the sensor witnessed measurement signals has the locking described in the patent application 199 06 267.6 device on an electronic circuit device on the corresponding electrical Lei lines is connected to the central control device of the vehicle. About the control the locking device with the help of the central control device, this Pa No further details can be found in the tent registration.
In der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn während der Fahrt des entsprechenden Kraftfahrzeuges das Sperrelement nicht lediglich in seiner Entriegelungsstellung z. B. durch ein federbeaufschlagtes Sicherungselement gehalten wird, sondern wenn zusätzlich mittels der zen tralen Steuervorrichtung die Versorgungsspannung der Verriegelungseinrichtung abgeschaltet wird. Dadurch wird sichergestellt, daß bei Vorliegen eines elektrischen Fehlers das Sperrelement durch das entsprechende elektrisch angetriebene Stellglied (z. B. einem Elektromotor) nicht in eine sicherheitskritische Richtung verschoben werden kann.In practice, it has proven to be advantageous if during the journey of the corresponding Motor vehicle not only the locking element in its unlocking position z. B. by a spring-loaded securing element is held, but if additionally by means of the zen central control device switched off the supply voltage of the locking device becomes. This ensures that the locking element in the presence of an electrical fault not into one by the corresponding electrically driven actuator (e.g. an electric motor) safety-critical direction can be shifted.
Als nachteilig hat sich bei einem derartigen "Stromlosschalten" der Verriegelungseinrichtung er wiesen, daß die mit dem Sensor zu überwachenden Zustandsänderungen, wie etwa das Eintreten eines Gehäusebruches oder eines Federbruches des federbeaufschlagten Sicherungselementes (oder auch eine Manipulation an der Verriegelungseinrichtung), während der Fahrt nicht erkenn bar sind. Dadurch kann es unter Umständen zu gefährlichen Situationen für den Fahrer des ent sprechenden Fahrzeuges kommen.A disadvantage of such a "de-energizing" of the locking device indicated that the state changes to be monitored with the sensor, such as the entry a housing break or a spring break of the spring-loaded securing element (or tampering with the locking device), not recognized while driving are cash. This can lead to dangerous situations for the driver of the device speaking vehicle.
Aus der DE 198 09 295 C1 ist ferner eine Vorrichtung zur Verriegelung der Lenkspindel einer Kraftfahrzeug-Lenkeinrichtung bekannt, die einen durch ein elektrisches Stellglied verschiebbaren Sperriegel umfaßt. Um zu erreichen, daß die Ent- und Verriegelungsstel lung des Sperriegels auf einfache Weise sehr genau ermittelt werden kann, schlägt die Er findung vor, mindestens zwei berührungslos arbeitende Sensoren zu verwenden, die mit einer auch auf das Stellglied wirkenden elektronischen Schaltungseinrichtung elektrisch verbunden sind. Dabei detektiert der erste Sensor die Lage eines Sicherungselements, wel ches in eine entsprechende Ausnehmung des Sperriegels eingreift. Der zweite Sensor ist dem Sperriegel direkt zugeordnet und spricht immer dann auf ein an dem Sperriegel ange ordnetes zu detektierendes Element an, wenn sich der Sperriegel in seiner Verriegelungs stellung befindet. From DE 198 09 295 C1 there is also a device for locking the steering spindle a motor vehicle steering device is known, the one by an electrical actuator slidable locking bolt includes. To achieve that the unlocking and locking development of the locking bolt can be determined very precisely in a simple manner, he suggests find to use at least two non-contact sensors that work with an electronic circuit device which also acts on the actuator are connected. The first sensor detects the position of a securing element, wel ches engages in a corresponding recess of the locking bolt. The second sensor is directly assigned to the locking bolt and then speaks to one on the locking bolt arranged element to be detected when the locking bolt in its locking position.
Aus der DE 197 37 856 A1 ist ein Diebstahlschutzsystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches eine einzige schloßseitige Steuereinheit aufweist, die zusammen mit einer Len kungsverriegelung in einem Sicherheitsgehäuse in der Nähe des Lenkrads angeordnet ist. Die Steuereinheit entriegelt die Lenkung und löst die Wegfahrsperre, falls eine Berechti gung durch einen Codesignalgeber erfolgreich nachgewiesen wird.DE 197 37 856 A1 discloses an anti-theft system for a motor vehicle, which has a single lock-side control unit, which together with a Len Kungs locking is arranged in a safety housing near the steering wheel. The control unit unlocks the steering and releases the immobilizer, if an authorization successfully proven by a code signal generator.
Schließlich ist aus der EP 846 602 A2 eine Vorrichtung zur Verriegelung der Lenkspindel einer Kraftfahrzeug-Lenkeinrichtung bekannt, bei der die Lage eines Sicherungselementes, welches einen durch ein elektrisches Stellglied verschwenkbaren Sperriegel in der Entrie gelungsstellung sichert, mittels eines Schalters detektiert wird. Sowohl der Schalter als auch das Stellglied sind über elektrische Leitungen mit einer elektronischen Schaltungseinrich tung verbunden.Finally, EP 846 602 A2 describes a device for locking the steering spindle a motor vehicle steering device known in which the position of a securing element, which has a locking bolt which can be pivoted by an electrical actuator in the entrance position ensures, is detected by means of a switch. Both the switch as well the actuator is via electrical lines with an electronic circuit device connected.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art anzuge ben, mittels welcher eine Zustandsüberwachung mit dem in der Verriegelungseinrichtung angeordneten Sensor auch während dar Fahrt des Fahrzeuges möglich ist, ohne daß dadurch eine Erhöhung des Sicherheits risikos für den Fahrer des entsprechenden Fahrzeuges ein tritt.The invention has for its object to suit a device of the type mentioned ben, by means of which a Condition monitoring with that in the locking device arranged sensor even while driving the vehicle is possible without increasing security risk for the driver of the corresponding vehicle occurs.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An spruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestal tungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.This object is achieved by the features of the An spell 1 solved. Another, particularly advantageous embodiment the invention disclose the subclaims.
Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, daß der Sensor nicht nur mit der elektronischen Schaltungsein richtung der Verriegelungseinrichtung, sondern zusätzlich auch mit der zentralen Steuervorrichtung verbunden ist, der art, daß die Steuervorrichtung bei einem Abschalten der Ver sorgungsspannung für die Verriegelungseinrichtung den von dem Sensor detektierbaren Zustand der Verriegelungseinrichtung abfragen und auswerten kann.The invention is essentially based on the idea that the sensor not only with the electronic circuit direction of the locking device, but also is also connected to the central control device which art that the control device when the Ver supply voltage for the locking device of the Sensor detectable state of the locking device can query and evaluate.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei dem Sensor um einen Lagesensor (z. B. einen Hallsensor), der die Lage des Sperr elementes und/oder eines das Sperrelement sichernden Siche rungselementes überwacht.The sensor is advantageously a Position sensor (e.g. a Hall sensor) that detects the position of the lock element and / or a safety securing the locking element monitored element.
Bei dem elektrischen Stellglied kann es sich sowohl um einen Elektromotor mit nachgeschaltetem Getriebe als auch um einen Hubmagneten handeln, der mit dem Sperrelement verbunden ist bzw. dessen verschiebbarer Stößel das Sperrelement bildet.The electrical actuator can be both Electric motor with a downstream transmission as well as one Act solenoid, which is connected to the locking element or whose displaceable plunger forms the locking element.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines derartigen zusätz lich auch mit der zentralen Steuervorrichtung verbindbaren Zustandssensors besteht darin, daß auf einfache Weise die Funktion der Verriegelungseinrichtung überprüft werden kann. Hierzu werden mittels der zentralen Steuervorrichtung Prüfsignale erzeugt und dem Zustandssensor über die zusätzliche Leitung zugeführt (z. B. wird im Falle eines Hallsensors ein definierter Strom eingestellt bzw. der Versorgungsstrom des Hallsensors abgeschaltet). Anschließend werden dann diese künstlich erzeugten Sensorsignale mit der elektronischen Schaltungseinrichtung der Verriegelungseinrichtung bzw. der nachgeschalteten zentralen Steuervorrichtung ausgewertet (Prüfschleife).Another advantage of using such an additional Lich also connectable to the central control device Condition sensor is that in a simple manner Function of the locking device can be checked. For this purpose, test signals are generated by the central control device generated and the condition sensor via the additional Line is fed in (e.g. in the case of a Hall sensor defined current set or the supply current of the Hall sensor switched off). Then these will be Artificially generated sensor signals with the electronic Circuit device of the locking device or downstream central control device evaluated (Test loop).
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden anhand einer Figur erläuterten Ausführungs beispiel.Further details and advantages of the invention emerge from the following embodiment explained with reference to a figure example.
In der Figur ist mit 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verriegelung der Lenkspindel 2 einer nicht im einzelnen dar gestellten Kraftfahrzeug-Lenkeinrichtung bezeichnet. Die Lenkspindel 2 trägt einen Zahnkranz 3. Die Vorrichtung 1 umfaßt eine im Bereich der Lenkspindel 2 angeordnete Ver riegelungseinrichtung 4 und eine mit dieser elektrisch ver bundene, aber räumlich beabstandete zentrale Steuervorrich tung 5.In the figure, 1 denotes an inventive device for locking the steering spindle 2 of a motor vehicle steering device not shown in detail. The steering spindle 2 carries a ring gear 3 . The device 1 comprises a arranged in the region of the steering shaft 2 Ver locking device 4 and a device with this electrically connected, but spatially spaced central control device 5th
Die Verriegelungseinrichtung 4 besteht im wesentlichen aus einem elektrischen Stellglied 6 zur Verschiebung eines von seiner Entriegelungsstellung in seine Verriegelungsstellung verschiebbar angeordneten Sperrelementes 7, einem Lagesensor 8 (z. B. einem Hallsensor) zur Überwachung der Lage des Sperr elementes 7 und einer elektronischen Schaltungseinrichtung 9, die sowohl mit dem elektrischen Stellglied 6 als auch mit dem Lagesensor 8 über elektrische Leitungen 10, 11 verbunden ist. Bei dem elektrischen Stellglied 6 handelt es sich um einen Elektromotor mit nachgeschaltetem Getriebe.The locking device 4 consists essentially of an electrical actuator 6 for displacing a locking element 7 arranged displaceably from its unlocking position into its locking position, a position sensor 8 (e.g. a Hall sensor) for monitoring the position of the locking element 7 and an electronic circuit device 9 , which is connected both to the electrical actuator 6 and to the position sensor 8 via electrical lines 10 , 11 . The electrical actuator 6 is an electric motor with a downstream transmission.
Die elektronische Schaltungseinrichtung 9 umfaßt eine Interfacekarte 12, welche über einen Mikrocontroller 13 mit dem Stellglied verbunden ist. Der Mikrocontroller 13 erzeugt aus entsprechenden von der zentralen Steuervorrichtung 5 übermit telten kodierten Signalen nicht nur die Steuersignale für den Elektromotor des Stellgliedes 6, sondern verarbeitet eben falls die von dem Lagesensor 8 kommenden Signale.The electronic circuit device 9 comprises an interface card 12 which is connected to the actuator via a microcontroller 13 . The microcontroller 13 not only generates the control signals for the electric motor of the actuator 6 from corresponding coded signals transmitted by the central control device 5 , but also processes the signals coming from the position sensor 8 .
Die elektronische Schaltungseinrichtung 9 enthält ferner eine Stromversorgungseinheit 14, die die Baugruppen 12 und 13 mit Strom versorgt und ihrerseits über eine elektrische Leitung 15 und ein der zentralen Steuervorrichtung 5 zugeordnetes Schaltelement (Relais) 16 mit der Fahrzeugbatterie 17 bzw. einer Notbatterie mit Strom versorgt wird. Sobald sich das Sperrelement 7 in seiner in der Figur wiedergegebenen Entrie gelungsstellung befindet, bei der das Sperrelement 7 nicht mehr zwischen die Zähne des Zahnkranzes 3 der Lenkspindel greift, und mit dem Zündschlüssel (nicht dargestellt) der Motor des entsprechenden Fahrzeuges gestartet wird, bewirkt die zentrale Steuervorrichtung 5 ein Umschalten des Schalt elementes 16 in die mit dem Pfeil 18 angedeutete Stellung. Die Verriegelungseinrichtung 4 ist nun "stromlos" geschaltet und der Elektromotor des Stellgliedes 6 kann auch bei einer Fehlschaltung innerhalb der Verriegelungseinrichtung 4 nicht mit Strom beaufschlagt und das Sperrelement 7 demnach nicht in seine Verriegelungsstellung verschoben werden.The electronic circuit device 9 also contains a power supply unit 14 , which supplies the modules 12 and 13 with power and in turn is supplied with power via an electrical line 15 and a switching element (relay) 16 associated with the central control device 5 with the vehicle battery 17 or an emergency battery . As soon as the locking element 7 is in its unlocking position shown in the figure, in which the locking element 7 no longer engages between the teeth of the ring gear 3 of the steering spindle, and the engine of the corresponding vehicle is started with the ignition key (not shown), which causes Central control device 5 a switching of the switching element 16 in the position indicated by the arrow 18 . The locking device 4 is now "de-energized" and the electric motor of the actuator 6 can not be supplied with current even in the event of a malfunction within the locking device 4 and the locking element 7 can therefore not be moved into its locking position.
Der in der Verriegelungseinrichtung 4 angeordnete Lagesensor 8 ist über eine zweite elektrische Leitung 19 direkt mit der zentralen Steuervorrichtung 5 verbunden. Bei einem Abschalten der Versorgungsspannung der Verriegelungseinrichtung 4 kann daher die Lage des Sperrelementes 7 weiterhin durch die zen trale Steuervorrichtung 5 überwacht werden.The position sensor 8 arranged in the locking device 4 is connected directly to the central control device 5 via a second electrical line 19 . When the supply voltage of the locking device 4 is switched off , the position of the blocking element 7 can therefore continue to be monitored by the central control device 5 .
Sollte es daher beispielsweise aufgrund einer mechanischen Beeinflussung (Gehäusebruch, Federbruch eines das Sperrele ment sichernden Sicherungselementes etc.) zu einer auch nur geringen Verschiebung des Sperrelementes kommen, kann durch eine entsprechende Warnlampe oder einen Warnton der Fahrer zum sofortigen Halten des Fahrzeuges aufgefordert werden.Should it therefore, for example, due to a mechanical Influencing (housing breakage, spring breakage of the locking device securing element etc.) to one slight displacement of the locking element can come through an appropriate warning lamp or a warning tone from the driver be prompted to stop the vehicle immediately.
Bei Verwendung eines Hallsensors 8 als Lagesensor wird dieser zwar ebenfalls von Strom durchflossen, welcher von der zen tralen Steuervorrichtung 5 geliefert wird, doch ist dieser Strom so niedrig, daß im Falle einer Fehlschaltung innerhalb der Verriegelungseinrichtung 4 eine Betätigung des Elektro motors durch diesen Strom ausgeschlossen ist.When using a Hall sensor 8 as a position sensor, this is also flowed through by current, which is supplied by the central control device 5 , but this current is so low that in the event of a malfunction within the locking device 4, actuation of the electric motor by this current is excluded is.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann bei spielsweise der Sensor derart in der Verriegelungseinrichtung angeordnet werden, daß er nicht direkt die Lage des Sperrele mentes überwacht, sondern die Stellung eines das Sperrelement in seiner Entriegelungsstellung sichernden Hilfselementes. Ferner können auch mehrere Sensoren innerhalb der Verriege lungseinrichtung angeordnet sein, die mehrere unterschiedlich vorgebbare Zustände der Verriegelungseinrichtung überwachen und zusätzlich durch die zentrale Steuervorrichtung überwacht werden. The invention is of course not based on the above described embodiment limited. So at for example, the sensor in the locking device be arranged that he is not directly the location of the Sperrele mentes monitored, but the position of the locking element auxiliary element securing in its unlocked position. Furthermore, several sensors can also be located within the locks lungseinrichtung be arranged several different Monitor predefinable states of the locking device and additionally monitored by the central control device become.
11
Vorrichtung
contraption
22nd
Lenkspindel
Steering spindle
33rd
Zahnkranz
Sprocket
44
Verriegelungseinrichtung
Locking device
55
Steuervorrichtung
Control device
66
Stellglied
Actuator
77
Sperrelement
Locking element
88th
Sensor, Lagesensor, Hallsensor
Sensor, position sensor, Hall sensor
99
Schaltungseinrichtung
Circuit device
1010th
, ,
1111
elektrische Leitungen
electric lines
1212th
Interfacekarte, Baugruppe
Interface card, assembly
1313
Mikrocontroller, Baugruppe
Microcontroller, assembly
1414
Stromversorgungseinheit
Power supply unit
1515
elektrische Leitung
electrical line
1616
Schaltelement
Switching element
1717th
Fahrzeugbatterie
Vehicle battery
1818th
Pfeil
arrow
1919th
zweite elektrische Leitung
second electrical line
Claims (5)
- a) die Verriegelungseinrichtung (4) umfaßt
ein elektrisches Stellglied (6) zur Verschiebung eines von der Ent- in die Verriegelungsstellung verschiebbar angeordneten Sperrelementes (7),
mindestens einen Sensor (8) zur Überwachung eines vorgebbaren Zustandes der Verriegelungseinrichtung (4),
eine elektronische Schaltungseinrichtung (9), die sowohl mit dem Stellglied (6) als auch mit dem Sen sor (8) elektrisch verbunden ist; - b) die zentrale Steuervorrichtung (5) umfaßt ein Schaltelement (16), mittels dessen die Versorgungs spannung der Verriegelungseinrichtung (4) ein- und ausschaltbar ist, derart, daß die Verriegelungsein richtung (4) während der Fahrt des entsprechenden Kraftfahrzeuges nicht an einer Versorgungsspannung anliegt, die zum Betrieb des elektrischen Stellgliedes (6) sowie der Schaltungseinrichtung (9) ausreicht;
- c) der in der Verriegelungseinrichtung (4) angeordnete Sensor (8) ist über eine zweite elektrische Leitung (19) mit der zentralen Steuervorrichtung (5) ver bunden, derart, daß die Steuervorrichtung (5) bei einem Abschalten der Versorgungsspannung der Ver riegelungseinrichtung (4) den von dem Sensor (8) detektierbaren Zustand der Verriegelungseinrichtung (4) abfragen und auswerten kann.
- a) the locking device ( 4 ) comprises
an electrical actuator ( 6 ) for displacing a locking element ( 7 ) which is displaceable from the unlocking position into the locking position,
at least one sensor ( 8 ) for monitoring a predefinable state of the locking device ( 4 ),
an electronic circuit device ( 9 ) which is electrically connected to both the actuator ( 6 ) and the sensor ( 8 ); - b) the central control device ( 5 ) comprises a switching element ( 16 ) by means of which the supply voltage of the locking device ( 4 ) can be switched on and off, such that the locking device ( 4 ) is not connected to a supply voltage while the corresponding motor vehicle is in motion is applied, which is sufficient for operating the electrical actuator ( 6 ) and the circuit device ( 9 );
- c) the sensor ( 8 ) arranged in the locking device ( 4 ) is connected via a second electrical line ( 19 ) to the central control device ( 5 ) in such a way that the control device ( 5 ) locks off the supply voltage of the locking device ( 4 ) can query and evaluate the state of the locking device ( 4 ) detectable by the sensor ( 8 ).
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